上海市龙柏高中2020—2021学年高中物理沪科版（2019）必修第一册：3.5怎样求合力 配套作业（含解析）

3.5怎样求合力
1．如图所示，物体静止于光滑的水面上，水平力F作用于物体的O点，现要使合力沿着水平线OO′方向，那么，必须同时加一个力F′，这个力最小值是（ ）
A．F?cosθ B．F?sinθ
C．F?tanθ D．F?cotθ
2．作用在同一物体上的下列几组力中，一定不能使物体做匀速直线运动的是（ ）
A．3N，4N，5N B．2N，3N，6N C．4N，6N，9N D．5N，6N，11N
3．关于合力和分力的关系，下列说法中不正确的是（ ）
A．合力的作用效果与其分力共同作用效果相同
B．合力大小一定等于其分力的代数和
C．合力可能小于它的任一分力
D．合力可能等于某一分力大小
4．两个力F1和F2，合力大小为30N，其中F1大小为50N，则F2的大小不可能是（ ）
A．50N B．30N
C．10N D．80N
5．如图所示，在动摩擦因数为0.1的水平面上向右运动的物体，质量为20kg，在运动过程中，还受到一个水平向左、大小为10N的拉力F作用，则物体受到的合力为(g＝10N/kg)(　　)
A．10N，向右 B．30N，向左
C．30N，向右 D．20N，向左
6．在“探究求合力的方法”的实验中，把橡皮条一端固定于P点，另一端通过细绳套连接两只弹簧测力计，并使该端拉至O点，测得PO长为L，如图所示．则实验中(　　)
A．选取的细绳套适当长一些
B．只需要记录弹簧测力计的读数
C．两根细绳套间的夹角尽可能大些
D．改用一只弹簧测力计拉橡皮条时，只需使橡皮条的长度仍为L
7．两个大小分别为7N、4N的共点力，它们合力的大小可能是
A．14N B．12N C．8N D．2N
8．已知两个力的合力为20 N，则这两个力的大小不可能是(　　)
A．18 N、18 N B．10 N、20 N C．8 N、7 N D．20 N、28 N
9．有三个力矢量F1、F2、F3，恰好可围成一个封闭的直角三角形，在下列四个选项表示的情形中（如下图），三个力的合力最大的是
A．B．
C． D．
10．在学习物理的过程中，除了学习必要的知识外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想方法。在“探究求合力的方法”的实验中采用
A．微元法 B．控制变量法 C．理想模型法 D．等效替代法
11．两个力F1和F2之间的夹角为，其合力为F，下列说法正确的是
A．F总是比F1、F2大 B．F总是比F1、F2小
C．F1、F2大小不变，θ角越小，F越大 D．θ角与F1不变，F2增大，F一定增大
12．两个力F1和F2间的夹角为θ，两个力的合力为F。以下说法正确的是（　　）
A．若F1和F2大小不变，θ角越小，合力F就越小
B．合力F可能比任何一个分力都小
C．合力F总比任何一个分力都大
D．如果夹角θ不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F就必然增大
13．两个大小和方向都确定的共点力，其合力(　　)
A．大小和方向都确定
B．大小确定，方向不确定
C．大小不确定，方向确定
D．大小和方向都不确定
14．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，合力与分力的作用效果相同，这里作用效果是指(　　)
A．弹簧测力计的弹簧被拉长 B．固定橡皮条的图钉受拉力产生形变
C．细绳套受拉力产生形变 D．使橡皮条在某一方向上伸长到某一长度
15．水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有滑轮B，轻绳的一端固定于墙壁上C点，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为5kg的重物，∠CBA=30°，如图所示，则滑轮受到绳子的作用力大小为（g=10m/s2）
A．50N B．50N C．100N D．100N
16．新冠肺炎疫情期间，某店为了减少接触，在取货窗口设置一斜面。如图所示，质量为m的货物能沿着倾角为的粗糙斜面匀速下滑。
（1）画出此时货物的受力示意图；
（2）求该斜面的动摩擦因数。
参考答案
1．B
【解析】
【详解】
对物体受力分析，受重力、支持力、拉力F和未知力F′；要使合力沿着OO′方向，根据平行四边形定则画图可以判断出当未知力F′垂直与OO′时，F′最小，如图；
由几何关系得到
F′=F?sinθ
故选B。
2．B
【解析】
【详解】
三个力合成时，合力的最大值为三个力之和，最小值看第三个力是否在第一、二两个力的合力范围内，如果在则最小值为0，如是不在则最小值为第三个力与合力范围中最近的值之差。
A. 三个力的合力范围为12N-0N，能使物体做匀速直线运动，故A不符合题意；
B. 三个力的合力范围为11N-1N，一定不能使物体做匀速直线运动，故B符合题意；
C. 三个力的合力范围为19N-0N，能使物体做匀速直线运动，故C不符合题意；
D. 三个力的合力范围为22N-0N，能使物体做匀速直线运动，故D不符合题意；
3．B
【解析】
【分析】
合力与分力的关系是等效替代的关系，
如果二力在同一条直线上，根据力的合成计算合力的大小，即同一直线上同方向二力的合力等于二力之和；同一直线反方向二力的合力等于二力之差．
如果二力不在同一条直线上，合力大小介于二力之和与二力之差之间．
【详解】
A、合力与分力的关系是等效替代的关系，等效说的就是相同的作用效果，故A正确；
B、合力的大小等于分力的矢量和．故B错误；
CD、合力的大小可能大于任一分力，可能小于任一分力，可能等于某一分力．故C、D正确．
本题选错误的，故选B．
【点睛】
本题考查的是合力与分力的关系，知道合力与分力遵循平行四边形定则，有时合力与分力的大小关系判断时可取几个特值比较．
4．C
【解析】
【详解】
有两个共点力的合力大小为30N，若其中一个分为大小为50N，另一个分力的大小应在20N≤F≤80N范围，所以不可能为10N。
故选C。
5．B
【解析】
【详解】
依题意，物体相对于地面向右运动，受到地面的滑动摩擦力方向向左。物体在水平面上运动，F也在水平方向，则物体对地面的压力大小等于物体的重力，即FN=mg，所以物体受到的滑动摩擦力大小为
f=μFN=μmg=0.1×200N=20N
物体受到的合力为F合=F+f=30N，方向向左；
A．10N，向右，与结论不相符，选项A错误；
B．30N，向左，与结论相符，选项B正确；
C．30N，向右，与结论不相符，选项C错误；
D．20N，向左，与结论不相符，选项D错误；
故选B。
6．A
【解析】
【详解】
A．为了减小实验测量的误差，选取的细绳套适当长一些，故A正确；
B．实验中需记录弹簧秤的读数、拉力的方向以及结点O的位置，故B错误；
C．为了减小测量的误差，两根细绳套间的夹角要适当大一些，不是越大越好，故C错误；
D．为了产生相同的效果，改用一只弹簧秤拉橡皮条时，仍然拉到同一结点，故D错误。
故选A。
7．C
【解析】
【详解】
7N、4N两个力合力的最大值为11N，最小值为3N，则ABD不可能，C可能；
故选C。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．18 N、18 N的合力范围在0~36N之间，可能为20N，选项A不符合题意；
B．10 N、20 N的合力范围在10~30N之间，可能为20N，选项B不符合题意；
C．8 N、7 N的合力范围在1~15N之间，不可能为20N，选项C符合题意；
D．20 N、28 N的合力范围在8~48N之间，可能为20N，选项D不符合题意；
故选C.
9．C
【解析】
【详解】
根据矢量合成三角形法则可知，A图中三力合力为2F1，B图中合力为零，C图中合力为2F2，D图中合力为2F3，因此C图中三力的合力最大。
A.图像与分析不符，故A错误；
B.图像与分析不符，故B错误；
C.图像与分析相符，故C正确；
D.图像与分析不符，故D错误。
故选：C。
10．D
【解析】
【详解】
合力与分力的关系为等效替代的关系，所以在“探究求合力的方法”的实验中采用了等效替代法，故ABC错误，D正确；
故选D。
11．C
【解析】
【详解】
AB．由合力与分力的大小关系满足：
则合力F可以大于两分力、等于两分力、或小于两分力，故AB错误；
C．根据合力与分力的关系式：
可知当F1和F2大小不变，θ角越小，越大，则F越大，故C正确；
D．如果夹角θ不变，F1大小不变，而F2增大，
若θ为锐角和直角，则合力必然增大，
若θ为钝角时，合力F可以减小，也可以增加，如图所示：

故D错误；
故选C。
12．B
【解析】
【详解】
A．由平行四边形定则可知，若F1和F2大小不变，θ角越小，合力F越大，故A错误；
BC．由力的合成方法可知，两力合力的范围
所以合力有可能大于任一分力，也可能小于任一分力，还可能与两个分力都相等，故B正确，C错误；
D．如果夹角不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F可以减小，也可以增加，故D错误。
故选B。
13．A
【解析】
力的合成与分解遵循平行四边形定则，因为只要平行四边形的相邻两边大小和方向确定了，那么这个平行四边形也就确定了，即合力的大小和方向都确定，A正确．
14．D
【解析】
【分析】
【详解】
该实验采用了“等效法”，即合力和分力的效果由橡皮的拉伸体现，效果相同，橡皮条在某一方向上伸长到相同长度，即要求橡皮筋的形变方向和大小都相同，故ABC错误，D正确．故选D.
15．A
【解析】
【详解】
由题意可得，对绳B点受力分析：
滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力F，因同一根绳张力处处相等，都等于物体的重量，即：
。
用平行四边形定则作图，由于拉力F1和F2的夹角为120°，则由几何知识得：
F=50N，
所以滑轮受绳的作用力为50N。方向与水平方向成30°角斜向下，
A．综上分析滑轮受到绳子的作用力大小为50N，A正确；
B．综上分析滑轮受到绳子的作用力大小为50N，B错误；
C．综上分析滑轮受到绳子的作用力大小为50N，C错误；
D．综上分析滑轮受到绳子的作用力大小为50N，D错误；
故选A。
16．（1）见解析；（2）0.75
【解析】
【分析】
【详解】
（1）受力分析如图
（2）货物在垂直斜面方向有
滑动摩擦力为
因货物匀速下滑，有
解得